Willkommen

Herzlich willkommen auf unserer Projektseite Auf dieser Homepage erhalten Sie Informationen rund um das Projekt Train Your Brain - Künstlich Intelligenz für Roboter-Memory.

Kurzbeschreibung

Deutsch: Erfolgversprechende Therapien sind für Patienten oft mental anstrengend und kräfteraubend. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Systems, welches einen medizinischen Serviceroboter in die Lage versetzen soll mit Patienten Memory zu spielen. Das Projekt lässt sich in die folgenden drei wesentlichen Module gliedern:

Kartenerkennung: Mittels Methoden der digitalen Bildverarbeitung soll der Serviceroboter die Position und das Motiv einer aufgedeckten Memory-Karte erkennen.

Mensch-Computer-Schnittstelle: Der Patient soll in seinem gewohnten Umfeld und in der gewohnten Art und Weise mit dem Roboter interagieren können. Um dieses Ziel zu erreichen, soll eine zweckmäßige Methode zur Interaktion des Roboters mit dem Patienten entwickelt werden.

Therapieverlaufskontrolle & Spielmechanik: Die Spielverläufe (Spielregelmäßigkeit, Erfolgsstatistik) werden zum Zweck einer Therapieverlaufskontrolle in einer Datenbank abgelegt und dem behandelnden Arzt bzw. der Ärztin mit einer PC-Software zur Verfügung gestellt. Der Arzt bzw. die Ärztin hat nun die Möglichkeit einen individuellen Schwierigkeitsgrad (Denkleistung des Roboters) an die Leistungsfähigkeit des Patienten anzupassen und so die erforderliche Motivation zum regelmäßigen Spielen zu erhöhen.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

English: Promising therapies are for patients often mentally exhausting. The goal of the project is the development of a system which provides patients the ability to play memory with this medical service robot. You can split the project into three main parts:

Card-detection: Using methods of digital image processing - the service robot is supposed to recognize the position and the motive of an uncovered memory Card.

Human-computer interface: The patient should be able to interact with the robot in a natural way and in his habitual environment. To achieve this goal, there should be a convenient way to interact with the robot.

Therapy progress control & game mechanics: The game progressions (Regularity of the game, success statistics) are used for the purpose of therapy progress control stored in a database. With these the doctor has the ability to watch the result. Furthermore the doctor is able to decide between three individual levels of difficulty (mental capacity of the robot). The settings of the individual levels of difficulty should improve on the one handthe patients short-term-performance (including motivating therapy methods) and on the other hand the long-term-performance for an increase of motivation and regular playing.

Details


Bildverarbeitung

Dieser Teil des Projektes beinhaltet eine korrekte Entwicklung der Bilderfassung sowie -verarbeitung. Dabei soll das robuste Erkennen von Memory-Karten in einer alltäglichen Umgebung gewährleistet sein. Dieses Kapitel beinhaltet die vollständige Abwicklung der Kartenerkennung. Prinzipiell funktioniert dies folgendermaßen: Mit einer Webcam werden kontinuierlich Schnappschüsse (sogenannte Snapshots in MATLAB) aufgenommen, welche anschließend mit der Bildverarbeitungssoftware bearbeitet werden. Dem Anwender soll es möglich sein, die Memory-Karten seines Beliebens auflegen zu können, das heißt, dass kein verbindlicher Spielraster verwendet wird. Weiters soll Rücksicht auf die Linsenverzeichnung sowie Spielfeldbelichtung genommen werden. Die Software hat jede einzelne Memory-Karte gespeichert und vergleicht während des Spiels die aktuell aufgedeckte Karte mit dem im System gespeicherten Kartenblatt. Das Vergleichen basiert auf der sogenannten Feature Point Detection-Methode, welche die Struktur eines Bildes untersucht und markante Punkte speichert. Anschließend folgt die Speicherung der Kartenkoordinaten. .

Spielmechanik & Therapieverlaufskontrolle

Es sollte eine Spielelogik entwickelt werden, durch die es möglich ist, ein Memory Spiel, mit einem Roboter, zu spielen. Diese wählt aus, welche Karten aufgedeckt werden sollten. Damit nicht bei jedem Spielzug ein richtiges oder falsches Kartenpaar aufgedeckt wird, wird eine Spielmechanik programmiert, welche mithilfe von einstellbaren Parametern die Ausgewogenheit des Spiels reguliert. Außerdem wurden verschiedene Schwierigkeitsstufen implementiert. Mithilfe dieser sollte es jedem Patienten ermöglicht werden, ein herausforderndes, aber nicht zu schweres Spiel, zu spielen. Damit die Ärzte und Patienten keine Schwierigkeiten mit der Bedienung des entwickelten Programmes bekommen, wird eine GUI erstellt, die möglichst einfach zu bedienen ist. Hinzu kommt, dass diese die Möglichkeit bieten soll, den Fortschritt jedes Patienten, einzusehen. Man kann die Spielzeit, Anzahl der Fehlversuche und den Spielausgang, mithilfe eines Diagrammes, einsehen. Um dies zu ermöglichen werden diese Parameter in einer Datenbank gespeichert beziehungsweise abgerufen.

Our Awesome Team

Lisa Thaler

Erstellung Bildmechanik

Fabian Schellander

Erstellung der Spielmechanik und GUI

Dipl.-Ing. Dr. Pierre Elbischger

Projektbetreuer